一, Техническата същност на системата за задно осветяване на екрана със сегментен код
Самият сегментен кодов екран принадлежи към пасивните-светоизлъчващи устройства и принципът му на показване разчита на промените в подредбата на течнокристалните молекули под действието на електрическо поле, постигайки селективно предаване на светлина през поляризиращи филми. Поради факта, че самите течнокристални материали не излъчват светлина, те трябва да разчитат на външни източници на светлина (т.е. системи за задно осветяване), за да постигнат видим дисплей. Системите за задно осветяване обикновено се състоят от компоненти като LED източници на светлина, светловодни плочи, отразяващи филми и дифузионни филми. Тяхната консумация на енергия възлиза на 60% -80% от общата консумация на енергия на сегментираните кодови екрани, което ги прави основен обект на енергоспестяваща оптимизация.
От гледна точка на техническата архитектура има два типични режима на управление на подсветката:
Глобален тип управление: Осветява цялата област на дисплея чрез един източник на задно осветяване, подходящ за прости сцени на цифров дисплей, като електронни везни и термометри.
Тип контрол на разделението: използване на множество комплекти светодиоди за постигане на независимо регулиране на регионалната подсветка, често използвано в сложни устройства за графичен дисплей, като интелигентни измервателни уреди и медицински монитори.
2, Пробив в енергоспестяващата-технология на хардуерно ниво
1. Иновация в материалите за източници на светлина
Industry leading companies such as Yangrun Electronics have jointly developed ultra-high resistivity (ρ>10 ¹Ω· cm) liquid crystal formulas with upstream material suppliers, reducing the leakage current of liquid crystal cells to below 0.1 μ A. Combined with high-efficiency (>20 LM/W) LED light sources and high reflectivity (>98%) светловодни плочи, консумацията на енергия на подсветката е намалена с 40%, като същевременно се запазва яркостта на дисплея. Например, в определен проект за интелигентен водомер се използва персонализиран модул за подсветка, за да се постигне 10-годишен живот на батерията при работен ток от 5 μA.
2. Оптимизиране на задвижващата верига
Изборът на драйвер IC пряко влияе върху ефективността на подсветката. Основните решения включват:
Чип с нисък статичен ток: като IC драйвери от серия HT1621, със статичен ток до 0,5 μA, поддържащ метод на задвижване с 1/2 отклонение, може да намали консумацията на енергия при динамично сканиране с 30%.
Интелигентна верига за затъмняване: постига 0-100% регулиране на яркостта чрез технологията PWM (широчинно-импулсна модулация) и си сътрудничи с фоточувствителни сензори за постигане на адаптивен контрол на околната светлина. Калъф за медицинско устройство показва, че тази технология динамично регулира потреблението на енергия от подсветката с яркостта на околната среда, постигайки степен на пестене на енергия от 55%.
3. Структурен иновационен дизайн
Модулната система за подсветка, разработена от Ningbo Xuda Electronics, постига икономия на енергия чрез следния дизайн:
Слоеста структура на световода: Поставете LED източника на светлина на ръба на плочата на светловода и използвайте принципа на пълно отражение, за да постигнете равномерна светлинна мощност и да намалите загубата на светлина.
Интелигентен контрол на дяловете: Разделете зоната на дисплея на матрица 4 × 4, независимо контролирайте превключвателя за фоново осветление на всеки дял чрез MCU и изключете фоновото осветление на несъществени области, когато показвате статично съдържание.
3, Енергоспестяваща практика на стратегия за софтуерен контрол
1. Управление на мощността на системно ниво
Във вградените Linux системи контролът на подсветката може да се постигне по три пътя:
Контрол на интерфейса на Sysfs: директно записване във файл /sys/class/packlight/packlight0/brightness (0 е затворен), подходящ за сценарии със стандартни драйвери.
Framebuffer ioctl повикване: управлява се чрез командата FBIOBLANK (с изключен параметър 1), подходящо за персонализирани системи без поддръжка на sysfs.
GPIO директно управление: Ако подсветката е свързана към GPIO щифта, отговорът на ниво милисекунди може да бъде постигнат чрез /sys/class/gpio операции с директория.
Действителните данни от теста на определен проект за индустриален контролер показват, че след приемането на стратегията за динамично управление на фоновото осветление:
При показване на статично съдържание: честотата на опресняване е намалена от 60Hz на 5Hz, консумацията на енергия е намалена със 72%
В нощен режим: яркостта на подсветката пада до 10%, консумацията на енергия намалява с 89%
Когато подсветката е напълно изключена: общата консумация на енергия на машината намалява от 2,2mA на 0,57mA
2. Алгоритъм за-спестяване на енергия на приложния слой
„Алгоритъмът за пестене на{0}}енергия, разработен от производителите на смарт устройства, може да постигне:
Подсветка, задействана от бутон: осветява подсветката само когато се управлява от потребителя и автоматично се изключва след 3 секунди
Ненормална подсветка на алармата: червената подсветка светва само когато устройството се повреди и остава изключена в нормално състояние
Стратегия за времеви сън: Автоматично влизане в режим на дълбок сън по време на извънработно време въз основа на моделите на използване на устройството
След прилагане на този алгоритъм към определен проект за интелигентни измервателни уреди, времето за включена подсветка беше съкратено от средно 8 часа на ден до 15 минути, а годишното спестяване на енергия достигна 1,2 kWh.
4, Случаи на приложение в индустрията и валидиране на данни
1. Област на медицинско оборудване
Определена марка монитор приема технология за контрол на подсветката на разделяне, като разделя зоната на дисплея на три независими дяла: сърдечен ритъм, кислород в кръвта и кръвно налягане. По време на фазата на стабилно наблюдение само подсветката на текущия дял на дисплея остава включена и измерената консумация на енергия се намалява от 12 mA на 3,5 mA, а животът на батерията се удължава до 72 часа.
2. В областта на умните домове
Определен интелигентен термостат постига:
Strong light environment (>1000lux): Яркост на подсветката от 100%
Умерено осветление (300-1000 lux): яркост на фоновото осветление от 50%
Среда със слаба светлина (<300lux): Backlight brightness of 20%
Нощен режим (<50lux): Backlight off
Това решение намалява дневната консумация на енергия на оборудването от 0,8 Wh до 0,2 Wh, отговаряйки на стандартите за енергийна ефективност на ЕС ERP.
3. Област на промишлени уреди
Определен трансмитер за налягане възприема стратегията на "динамично опресняване+контрол на фоновото осветление":
Нормално наблюдение: Опресняване на данните на всеки 5 секунди, фоновото осветление е изключено
Промяна на данните: Когато бъдат открити колебания в налягането, незабавно обновете и осветете фоновото осветление (за 2 секунди)
Състояние на алармата: Непрекъснато свети червената подсветка, докато повредата бъде отстранена
Тестовете показват, че това решение удължава живота на батерията на устройството от 3 години на 5 години и намалява разходите за смяна на батерията с 60%.
